[:ru]Когда эмбрионы животных, насекомых или людей растут в недоедающей среде, их развивающиеся нервные системы получают в первую очередь любые доступные питательные вещества, чтобы можно было создать новые нейроны.
В этом процессе, называемом щадящим органом, ресурсы преимущественно делегируются нервной системе за счет менее важных органов или тканей.
Новые исследования в настоящее время показывают, что развивающиеся нервные системы демонстрируют этот преимущественный рост даже на уровне отдельных нейронов. В статье, опубликованной в eLife от 22 июня, «Низкая экспрессия FoxO в соматосенсорных нейронах дрозофилы защищает рост дендритов при ограничении питательных веществ», команда исследователей из Корнелла открыла молекулярный механизм, который помогает облегчить щадящие органы на этой клеточной основе.
«Явление, которое мы обнаружили, схоже с явлением щадящего мозга, но есть очень важные различия», — сказал Чун Хан, старший автор и доцент Нэнси М. и Сэмюэля Флеминга на кафедре молекулярной биологии. Генетика в Колледже сельского хозяйства и естественных наук и в Институте клеточной и молекулярной биологии им. Вейля. «Нейроны защищены на уровне роста отдельных нейронов, и они становятся все больше и больше, расширяя свои ветви».
Эти ветви называются дендритами. Они образуют систему сложных рук, которые простираются от клеточных тел нейронов, и они могут получать стимулы из внешней среды.
Хан и его команда хотели посмотреть, как дефицит питательных веществ влияет на рост дендритов отдельных нейронов, а затем исследовать, какие клетки приносят в жертву тела, чтобы жизненно важные органы, включая мозг, продолжали развиваться.
Они разделили личинку дрозофилы (плодовой мухи) на группы, получавшие диету с высоким или низким содержанием дрожжей, имитирующую богатую питательными веществами и бедную питательными веществами среду. Затем они наблюдали, как развивались нервные клетки по сравнению с соседними клетками кожи на стенке тела. Они отслеживали прогресс каждые 24 часа с помощью конфокальной микроскопии, в которой используются лазеры для освещения флуоресцентных маркеров, которые маркируют отдельные клетки.
«У нас есть очень красивые маркеры, которые специально маркируют эти популяции нейронов», — сказал Хан. «Каждый нейрон очень ясен для нас — вплоть до каждой отдельной ветви».
Исследователи заметили, что нейроны росли гораздо быстрее, чем клетки кожи в среде с низким содержанием дрожжей. Клетки кожи росли быстрее, когда было меньше конкуренции за питательные вещества. Хан и его команда узнали, что это различие связано с критическим геном, называемым FoxO — важным регулятором клеточного ответа на стресс.
«FoxO — это ген, который экспрессируется в большинстве клеток организма», — сказал Хан. «Когда клетки сталкиваются с низким содержанием питательных веществ, FoxO тормозит систему и замедляет рост клеток».[:]